M24 automate programmable

ROYAUME DU MAROC
OFPPT
Office de la Formation Professionnelle et de la Promotion du Travail
DIRECTION RECHERCHE ET INGÉNIERIE DE FORMATION
RÉSUMÉ THÉORIQUE
&
GUIDE DE TRAVAUX PRATIQUES
MODULE : 24
UTILISATION DE L’AUTOMATE
PROGRAMMABLE
SECTEUR : ÉLECTROTECHNIQUE
SPÉCIALITÉ : ÉLECTROMÉCANIQUE DES
SYSTÈMES AUTOMATISÉS
NIVEAU : TECHNICIEN SPÉCIALISÉ
ANNEE 2003
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Document élaboré par :
Nom et prénom
ELKORNO NAIMA
EFP
CFF / ISIC
DR
Révision linguistique
Validation
-
OFPPT/DRIF
2
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
SOMMAIRE
Page
Présentation du module
7
Résumé de théorie
I - Raccordement d’un automate programmable.
I.1 - Introduction
I.2 - Structure fonctionnelle de l’automate.
I.3 - Description des automates.
I.4 - Les applications de l’automate.
I.5 - Les différents modules d’entrée/sortie.
I.6 - Les logiciels de programmation.
I.7 - Les étapes à suivre pour raccorder un automate.
9
9
10
11
16
19
25
26
II - Accès aux fonctions d’un automate.
II.1 - Les langages de programmation.
II.2 I- Les principales instructions d’un automate.
II.3 - L’utilisation d’un logiciel de programmation.
II.4 – Les moyens d ’accès aux fonctions d’un automate.
II.5 – La méthode de programmation (Résumé )
28
28
41
43
43
45
III - Diagnostic des problèmes de fonctionnement d’un automatisme
simple commandé par un automate.
III.1 - Visualisation centralisée.
III.2 - Les problèmes de fonctionnement d’un automate
programmable.
III.3 - Les modifications apportées au programme d’un automate.
46
46
47
IV - L’essai d’un automatisme simple commandé par un automate.
IV.1 - Les dangers potentiels liés à l’utilisation d’un automate.
IV.2 - L’essai d’un automatisme simple.
49
49
49
Guide des exercices et travaux pratiques
I - Exercices
II - Exercices
III - Exercices
IV - Exercices
51
56
70
72
Evaluation de fin de module
Liste bibliographique
73
75
OFPPT/DRIF
48
3
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
MODULE 24 :
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Code :
Durée :
75 h
OBJECTIF OPÉRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU
DE COMPORTEMENT
COMPORTEMENT ATTENDU
Pour démontrer sa compétence le stagiaire doit
utiliser un automate programmable
selon les conditions, les critères et les précisions qui suivent.
CONDITIONS D’ÉVALUATION
•
•
•
À partir de directives.
À l’aide :
- de fiches techniques et du manuel d’utilisation d’un automate;
- d’un programme en langage Grafcet ou en diagramme à échelons;
Sur un automate programmable avec E/S “ tout ou rien ”.
CRITÈRES GÉNÉRAUX DE PERFORMANCE
•
•
•
Utilisation appropriée de l’équipement informatique.
Respect des méthodes et des conventions de programmation d’un automate.
Respect des normes.
(à suivre)
OFPPT/DRIF
4
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
OBJECTIF OPÉRATIONNEL DE PREMIER NIVEAU
DE COMPORTEMENT(suite)
PRÉCISIONS SUR LE
COMPORTEMENT ATTENDU
CRITÈRES PARTICULIERS
A. Raccorder un automate.
- Repérage de l’information pertinence dans
la documentation technique.
- Localisation précise des points de
raccordement
- Câblage conforme au schéma de
raccordement.
- Reconnaissance précise des composants
associés au matériel et des composants
associés au logiciel.
B. Accéder aux fonctions d’un automate.
- Configuration précise de l’automate.
- Utilisation appropriée du logiciel ou de la
console de programmation dédiée.
- Détermination juste du mode d’adressage.
C. Déceler des problèmes de fonctionnement
d’un automatisme simple commandé par un
automate.
- Respect de la procédure d’interrogation
des E/S et des cases mémoire.
- Indication juste des problèmes de
fonctionnement.
D. Apporter des modifications mineures au
programme d’un automate
- Modification conforme à la demande.
- Respect de la procédure d’éducation.
- Programmation précise des ajouts ou des
retraits.
- Respect de la procédure de sauvegarde.
E. Effectuer l’essai d’un automatisme simple
commandé par un automate.
- Programmation fonctionnelle en
simulation.
- Système fonctionnel à la suite de la
modification.
OFPPT/DRIF
DE PERFORMANCE
5
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
OBJECTIFS OPÉRATIONNELS DE SECOND NIVEAU
LE STAGIAIRE DOIT MAÎTRISER LES SAVOIRS, SAVOIR-FAIRE, SAVOIR PERCEVOIR OU SAVOIR ÊTRE JUGÉS
PRÉALABLES AUX APPRENTISSAGES DIRECTEMENT REQUIS POUR L’ATTEINTE DE L’OBJECTIF DE PREMIER
NIVEAU, TELS QUE :
Avant d’apprendre à raccorder un automate (A) :
1.
2.
3.
4.
Décrire l’architecture d’un automate.
Décrire les applications d’un automate.
Reconnaître les différents modules E/S.
Repérer un logiciel de programmation.
Avant d’apprendre à accéder aux fonctions d’un automate (B) :
5.
6.
7.
Distinguer les langages de programmation d’un automate.
Décrire les principales instructions d’un automate.
Utiliser un logiciel de programmation.
Avant d’apprendre à déceler des problèmes de fonctionnement d’un automatisme simple
commandé par un automate (C) :
8.
Reconnaître l’état logique des E/S dans un programme par le mode dynamique (en
ligne).
Avant d’apprendre à effectuer l’essai d’un automatisme simple commandé par un automate (E) :
9.
OFPPT/DRIF
Reconnaître les dangers potentiels.
6
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
PRÉSENTATION DU MODULE
Ce module de compétence générale est enseigné au troisième semestre du programme. Il est
préalable aux apprentissages réalisés au module 29
( Système automatisé contrôlé par A P I ) et nécessite comme pré requis les modules 18
(Logique combinatoire ) et 19 ( Logique séquentielle).
L’objectif de ce module est de faire acquérir les connaissances relatives à l’architecture
d’un automate ,aux divers modes d’entrées et de sorties, aux langages de programmation, au
mode de communication, ainsi qu’à la vérification de l’état logique des éléments en vue d’un
diagnostic. Il vise donc à rendre le stagiaire apte à utiliser un automate programmable
La durée totale de ce module est de 75 H dont la théorie représente 38 % et la pratique 62%
L’évaluation incluse.
OFPPT/DRIF
7
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Module24 UTILISATION DE L’AUTOMATE
PROGRAMMABLE
RESUME THEORIQUE
OFPPT/DRIF
8
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I - Raccordement d’un automate programmable
I.1 - Introduction
Les automatismes sont réalisés en vue d’apporter des solutions à des problèmes de nature
technique, économique ou humaine.
Eliminer les tâches dangereuses et pénibles, en faisant exécuter par la machine les tâches
humaines complexes ou indésirables.
Améliorer la productivité en asservissant la machine à des critères de production, de
rendement ou de qualité.
Piloter une production variable, en facilitant le passage d’une production à une autre.
Renforcer la sécurité en surveillant et contrôlant les installations et machines.
On distingue dans tout système automatisé la machine ou l’installation et la partie commande
constituée par l’appareillage d’automatisme. Cette partie commande est assurée par des
constituants répondant schématiquement à quatre fonctions de base :
• L’acquisition des données
• Le traitement des données
• La commande de puissance
• Le dialogue homme machine
OFPPT/DRIF
9
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.2 - Structure fonctionnelle de l’automate :
L’automate programmable industriel est un appareil qui traite les informations selon
un programme préétabli.
Son fonctionnement est basé sur l’emploi d’un micro processeur et de mémoires.
INTERFAC
E SORTIE
INTERFAC
E
ENTREE
MICROPOCESSEUR
MEMOIRES
DIALOGUE
OPERATEUR
Structure d’un système de traitement
I.2.1 - Interface d’entrée
Elles permettent d’isoler électroniquement le circuit externe (saisie de l’information) du
circuit de traitement.
I.2.2 - L’ unité centrale:
cœur de l’automate, elle est constituée:
- d’un processeur qui exécute le programme
- de mémoires qui, non seulement contiennent ce programme, mais aussi des
informations de données (durée d’une temporisation, contenu d’un compteur)
Les types de mémoires :
Mémoires vives:
RAM – Random Access Memory ( Mémoire à accès aléatoires)
Ce sont des mémoires volatiles.Lues et écrites par le processeur.
OFPPT/DRIF
10
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Mémoires mortes:
ROM – Read only memory
PROM – ROM programmable
NE PEUVENT PAS ETRE EFFACES
REPROM – effacement par UV
EEPROM – effacement électrique
I.2.3 - Interface de sortie
Elles permettent de commander les sorties toute ou rien (TOR) telle que : les contacteurs,
les moteurs pas à pas, les électrovannes et ainsi des sorties analogiques (boucle de régulation
débit température et variateur de vitesse.)
I.2.4 - Communication et dialogue
Elle est réalisée avec l’opérateur par un pupitre de dialogue ou par l’intermédiaire d’un
ordinateur et avec les autres automates pour un réseau informatique local.
I.3 - Description des automates :
Il existe deux types d’automate programmable industriel:
• le type monobloc
•
le type modulaire
I.3.1 - Automate Monobloc :
Le type monobloc possède généralement un nombre d’entrées et de sorties restreint et son jeu
d’instructions ne peut être augmenté. Bien qu’il soit parfois possible d’ajouter des extensions
d’entrées/sorties, le type monobloc a pour fonction de résoudre des automatismes simples
faisant appel à une logique séquentielle et utilisant des informations tout-ou-rien.
OFPPT/DRIF
11
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
+
L
N
IN
-
24
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
0
COM
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
VDC
TSXO7
I
RUN
ERR
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
O
COM
OUT
COM
0
I/O
1
2
3
4
OUT
COM
5
6
7
OUT
COM
8
OUT
COM
9
EXTENSION
INPUTS 24 VDC
OUTPUTS 2A Ry
A
B
SG
FIGURE 1 :Automate monobloc TSX Nano
OFPPT/DRIF
12
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Exemple 1 : automate monobloc
Fig. 2 automate monobloc
1- Une prise (1) pour raccordement du terminal de programmation .
2- Un sélecteur pour codage de la fonction base / extension.
3- Deux points de réglage analogique.
4- Une visualisation :
- Des entrées 0 à 8 ou 0 à 13 et sorties 0 à 6 ou 0 à 9,
- De l’état automate (RUN, ERR, COM, I/O).
5- Un raccordement de l’alimentation secteur
6- Une alimentation capteurs (=24V/150mA) sur modèles alimentés en ∼
100…240V.
7- Un raccordement des capteurs d’entrées.
8- Un raccordement des préactionneurs de sorties.
9- Un raccordement extension (extension d’entrées /sorties et / ou extension
automate) ou raccordement Modbus esclave
10- Un cache amovible pour protection des borniers à vis.
OFPPT/DRIF
13
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.3.2 - Automate Modulaire:
Par ailleurs, le type modulaire est adaptable à toutes situations. Selon le besoin, des modules
d’entrées/sorties analogiques sont disponibles en plus de modules spécialisés tels: PID,
BASIC et Langage C, etc. La modularité des API permet un dépannage rapide et une plus
grande flexibilité. La figure 3 présente un automate modulaire.
ALIMENTATIO
N
CPU
INPUT
F I G U R E 3:API
OFPPT/DRIF
MODULAIRE
14
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de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Exemple 2 :automate modulaire :
Fig. 4 automate modulaire :
L’automate TSX 37-08 comprend :
1- Un bac à 3 emplacement.
2- Un bloc de visualisation centralisé.
3- Une prise terminal repérée TER.
4- Une trappe d’accès aux bornes
d’alimentation.
5- Deux modules à 16 entrées et 12 sorties
« Tout ou Rien » positionnés dans le
premier et le deuxième emplacements
(positions 1, 2, 3 et 4).
6- Une trappe d’accès à la pile optionnelle.
7- Un emplacement disponible.
8- Un bouton de réinitialisation
OFPPT/DRIF
15
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de travaux pratiques
UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.4 - Les applications de l’automate :
Les automates trouvent leur application en milieu industriel, domestiques. On cite quelques
exemples courants :
Exemple n°1: Feux de carrefour
Fig. 5 : Feux de carrefour
Description
On régle la circulation d’un carrefour de deux voies A et B par des feux tricolores
(Rouges, orange, vert).
OFPPT/DRIF
16
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Exemple 2 : Portail coulissant.
Fig. 6 : Portail coulissant.
Soit un portail coulissant à commander :
- Le portail étant fermé, le contact fin de course fcFE est actionné ;
- On appuie sur le bouton-poussoir d’ouverture S3, le moteur actionne le portail et provoque
son ouverture ;
- En fin d’ouverture, le contact fin de course fcOU est actionné, il signale l’ouverture du
portail, et il coupe l’alimentation du moteur.
L’action sur le bouton-poussoir de fermeture provoque l’inversion de sens de marche du
moteur, et la fermeture du portail.
Le portail libère le contact fcOU, et se déplace jusqu’à actionner le contact fcFE qui provoque
l’arrêt du moteur.
OFPPT/DRIF
17
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Exemple 3 système de perçage
Solénoïde
d'avance
Tête de Touret
Fin de
course 1LS
Pièce
Pulvérisation
de réfrigérant
Bâti de perçage
Tableau de
commandes
Filtre
Moteur du
réfrigérant
Retour du
réfrigérant
Pompe à
réfrigérant
Réservoir de
réfrigérant
Pressostat
1PS
Fig. 7 système de perçage
Exemple 4° système de pompage
C
B4 P
Réservoir
anti bélier
surpresseur
P B2
P1
P2
P B3
Réservoir #1
Réservoir #2
P B1
Fig. 8 système de pompage
OFPPT/DRIF
18
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de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.5 - Les différents modules d’entrée/ sortie :
Les modules d’entrée / sortie sont les interfaces qui permettent de communiquer avec le
micro presseur .
On distingue :
- Les interfaces d’entrée.
- Les interface de sortie.
I.5.1 - Interface d’entrée :
a) Interface Tout on rien (TOR)
A partir d’un signal quelconque en entrée, les interfaces fournissent en sortie deux
tensions 0V ou 5V Ces interfaces sont de type à contact, ou statique.
.
24v
DEL
12
Relais
13
Fig. 9 : Interface d’entrée tout ou rien à relais
vers unité de
traitement
Fig. 10 : Interface d’entrée tout ou rien statique.
OFPPT/DRIF
19
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
b) Transmetteurs analogiques
Les transmetteurs analogiques : Tension / intensité permettent d’adapter les signaux issus
des capteurs pour les rendre compatibles avec l’unité de traitement. La variation de la
grandeur d’entre est convertie en une variation :
- En tension : de 0V, à10V
- En intensité : de 0 Ma à 20mA, ou de 4 mA à 20mA
Exemple : Transmission de mesure de température effectuée par une sonde PT
2mA
Sortie
4-20mA
0-20mA
PT
100
V
Réf
Fig. 11 Interface d’entrée analogique
OFPPT/DRIF
20
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.5.2 - Interface de sortie :
a) Interface de sortie tout ou rien
La sortie de l’unité de traitement peut s’effectuer soit sur relais, soit sur transistor
(TTL), ou avec un triac.
vers automate
A1
sortie
A2
fig.12 Interface de sortie statique avec triac
vers automate
A1
sortie
A2
fig.13 Interface de sortie statique à transistor
b) Interfaces de sorties analogiques
Les conventions digitaux /analogiques ont pour fonction de générer un signal analogique
normalisé (0-10 V ;0-20mA) à partir d’ une information numérique, délivrée par l’ unité de
traitement et codée en binaire, sur des sorties digitales TOR raccordées aux entrées de
l’ interface( ou convertisseur).
OFPPT/DRIF
21
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
automate
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
convertisseur
numérique /analogique
décimal
s1
s2
sortie
0-10 V
ou
0-20mA
s8
analogique
fig14 Interface de sortie numérique/analogique
Fig. 15 Modules E/S
OFPPT/DRIF
22
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Fig 16 Les bornes sont des E/S
Fig 17 : Le n° 1 est un connecteur pour une entrée sortie analogique
OFPPT/DRIF
23
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
TSX DMZ 28DR
ENTREES
I1.0
1
2
3
4
5
6
7
9
8
10
11
12
13
14
15
16
SORTIES
17
18
21
22
23
Q2.2
Q2.3
24 VDC
0 VDC
FU: fusible à fusion rapide calibre
selon la charge
24
25
Q2.4
26
27
Q2.5
Q2.6
Q2.7
28
29
30
Q2.4
31
32
Q2.5
Q2.6
FU
FU
20
Q2.1
FU
I1.10
I1.11
I1.12
I1.13
I1.14
I1.15
19
Q2.0
FU
FU
I1.1
I1.2
I1.3
I1.4
I1.5
I1.6
I1.7
I1.8
I1.9
Q2.7
33
34
35
Préactionneurs
19...240 VAC ou 24 VDC
F IG 18 Câblage des entrées/sorties TOR :
OFPPT/DRIF
24
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.6 - Les logiciels de programmation :
Marque
Télemecanique
ALENBRADLEY
SIEMENS
Automate
Logiciel
TSX Nano
TSX 3708,TSx22
TSX Premium
SLC 500
Pl707
Pl7-micro
Pl7 junior
APSF
Serie5:S5
Serie7:S7
Step 5
Step 7
Ce tableau récapitulatif donne le logiciel et le type d’automate conforme à ce dernier
.L’opérateur peut communiquer avec l’automate soit à travers un P.C portable ,fixe (Fig.18)
ou avec la console (Fig. 19,20). On lie l’automate au PC (ou à la console) par un
câble(RS232)
Fig. 19 PC portable
Fig20 console
OFPPT/DRIF
Fig. 21 console
25
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.7 - Les étapes à suivre pour raccorder un automate:
Pour raccorder un automate, il est recommandé de suivre :
•
Les spécifications du fabricant
•
La technique de raccordement
•
De vérifier si les modules sont dans leurs embases respectives. Vérifier le type, le numéro
du modèle et le diagramme de câblage. Vérifier l’emplacement des embases dans le
document pour l’assignation des adresses d’E/S.
•
De localiser le paquet de fils correspondant à chaque module et le diriger à travers le
conduit à l’emplacement du module.
Identifier chacun des fils dans le paquet et s’assurer qu’ils correspondent à ce
module en particulier.
•
En commençant avec le premier module, repérer le fil dans le paquée qui se branche à la
borne la plus basse. Au point où le fil arrive à la même hauteur que le point de
terminaison, plie le fil à angle droit vers la borne.
•
De couper le fil pour qu’il dépasse de 6 mm du côté de la vis de la borne. Dégainer
l’isolant du fil à approximativement 9 mm
Insérer le fil sous la plaque de la borne et serrer la vis.
•
Si deux modules ou plus utilisent la même source d’alimentation, on peut utiliser du
cavalier «jumpers » pour le câblage de la source d’alimentation d’un module à l’autre.
•
Si le câble blindé est utiliser, en brancher seulement un bout à la mise à la terre,
préférablement au châssis. Ce branchement évitera toutes boucles possibles de retour de
masse. L’autre bout doit être coupé et non branché.
•
De répéter la procédure de câblage pour chaque fil du paquet jusqu’à ce que le câblage du
module soit complété. Après que tous les fils aient été branchés, tirer doucement sur
chacun pour s’assurer d’avoir un bon branchement.
De répéter la procédure de câblage jusqu’à ce que tous les modules soient terminés.
OFPPT/DRIF
26
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
L
N
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Q
KM
Alimentation capteurs/
base + extension (400 mA max)
+ 24 VDC
Base
Extension
FU2
24 V
(2)
FU1
0V
L
N
Output
110 / 240 VAC
Input
24 VDC
Input
PE
PE
(2)
Alimentation capteurs/
préactionneurs
Fig 22 : Raccordement des alimentations :
OFPPT/DRIF
27
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
II - ACCES AUX FONCTIONS D’UN AUTOMATE :
II.1 - Les Langages de programmation :
II.1.1 - Langage à contacts
Structure d’un programme :
Un programme en langage à contacts est composé d’une suite de réseaux de contacts
exécutée de façon séquentielle par l’automate :
Dessiné entre deux barres de potentiel, un réseau est un ensemble d’éléments graphiques
représentant :
• les entrées/sorties de l’automate (boutons-poussoirs, détecteurs, relais, voyants...),
• des fonctions d’automatismes (temporisateurs, compteurs...),
• des opérations arithmétiques, logiques et spécifiques,
• les variables internes de l’automate.
Ces éléments graphiques sont reliés entre eux par des connexions horizontales et verticales.
( Voir figure 1 )
OFPPT/DRIF
28
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Fig 1 : Structure d’un réseau de contacts
OFPPT/DRIF
29
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
EXEMPLE :
KA1
S6
KM5
KM1
SD
Fig 2 : Exemple écrit avec un langage à contacts
II.1.2 - Langage GRAFCET
Le GRAFCET est une représentation graphique qui permet la transcription du
fonctionnement d’un système automatique. Il prend en compte les entrées et les sorties, et
définit le comportement séquentiel du système.
L’étape correspond à une situation élémentaire ayant un comportement stable.
Une transition indique la possibilité d ‘ évolution d ‘une étape à l’ étape suivante. A chaque
transition , on associe une, ou des conditions logiques qui traduisent la notion de
réceptivité.
OFPPT/DRIF
30
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Étape initiale : définit la situation initiale
de l’automatisme.
Transition : l e s réceptivités
associées indiquent les conditions logiques
nécessaires au franchissement
de cette transition.
Activation simultanée des étapes 3
et 7 (Divergence en ET). Les sousensembles
formés par les étapes 3, 4, 5, 6 et 7, 8, 9
constituent deux séquences dites
simultanées.
Aiguillage (Divergence en OU) à partir
de l’étape 3 vers l’étape 4 ou vers l’étape 5.
Fin d'aiguillage (convergence en OU) à
partir de l'étape 4 ou de l'étape 5 vers l'étape
6.
Étape de fin de séquence : permet la
synchronisation des séquences simultanées.
Désactivation simultanée des étapes
6 et 9 (convergence en ET).
Étape : les actions associées ne s’exécutent
que lorsque l’étape est active.
Fig 3 : exemple avec langage grafcet
OFPPT/DRIF
31
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
II.1.3 - Présentation du langage liste d'instructions :
a) Principe
Un programme écrit en langage liste d'instructions se compose d’une suite d'instructions
exécutées séquentiellement par l’automate.
Chaque instruction est composée d'un code instruction et d'un opérande.
Ces instructions agissent sur :
• les entrées/sorties de l’automate (boutons-poussoirs, détecteurs, relais, voyants...),
• des fonctions d’automatismes (temporisateurs, compteurs...),
• des opérations arithmétiques et logiques et des opérations de transfert,
• les variables internes de l’automate.
Il existe 2 types d'instructions :
• Instruction de test, dans laquelle figurent les conditions nécessaires à une action, ex : LD,
AND, OR...
• Instruction d'action, qui sanctionne le résultat consécutif à un enchaînement de test.
ex : ST, STN, R, ...
OFPPT/DRIF
32
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
b) Les instructions
Instructions de base
OFPPT/DRIF
33
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
c) Structure d’un programme
Généralités
Comme en langage à contacts, les instructions sont organisées en séquence d'instructions
(équivalent à un réseau de contacts) appelée phrase. Chaque phrase se compose d'une à
plusieurs instructions de test, le résultat de ces instructions étant appliqué à une ou plusieurs
instructions d'action.
Une instruction occupe une ligne maximum. Chaque phrase commence par un point
d'exclamation (généré automatiquement), elle peut comporter un commentaire et être repérée
par une étiquette.
! (*Attente de séchage*)
%L2:
LD
%I0.1
AND %M10
ST
%Q2.5
Commentaire
Le commentaire peut être intégré au début d'une phrase et peut occuper 3 lignes maximum
(soit 222 caractères alphanumériques), encadrés de part et d'autre par les caractères (* et *). Il
facilite l’interprétation de la phrase à laquelle elle est affectée, mais n’est pas obligatoire.
Les commentaires s’affichent uniquement à partir de la première ligne de la phrase. En cas de
suppression d’une phrase, le commentaire qui lui est associé est également supprimé.
Les commentaires sont mémorisés dans l’automate et sont accessibles à tout moment par
l’utilisateur. A ce titre, ils consomment de la mémoire programme
Étiquette
L’étiquette permet de repérer une phrase dans une entité de programme (programme principal,
sous-programme, ...) mais n’est pas obligatoire.
Cette étiquette a la syntaxe suivante : %Li avec i compris entre 0 et 999 et se position en
début d’une phrase.
Un repère d’étiquette ne peut être affecté qu’à une seule phrase au sein d’une même entité de
programme.
Par contre il est nécessaire d’étiqueter une phrase afin de permettre un branchement après un
saut de programme.
L’ordre des repères des étiquettes est quelconque, c’est l’ordre de saisie des phrases qui est
prise en compte par le système lors de la scrutation.
OFPPT/DRIF
34
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Utilisation des parenthèses
Les instructions AND et OR peuvent utiliser des parenthèses. Ces parenthèses permettent de
réaliser des schémas à contacts de façon simple. L'ouverture de parenthèses est associée à
l'instruction AND ou OR. La fermeture de parenthèse est une instruction, elle est obligatoire
pour chaque parenthèse ouverte.
Exemple : AND(
Aux parenthèses peuvent être associées les modificateurs :
• N négation, ex : AND(N ou OR(N,
• F front descendant (Falling edge), ex : AND(F ou OR(F,
• R front montant (Rising edge), ex : AND(R ou OR(R,
• [ comparaison.
OFPPT/DRIF
35
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Imbrication de parenthèses
Il est possible d'imbriquer jusqu'à 8 niveaux de parenthèses.
Note :
• chaque parenthèse ouverte doit être impérativement refermée.
• les étiquettes %Li: ne doivent pas être placées dans des expressions entre parenthèses, ainsi
que les instructions de saut JMP et d'appel à sous programme SRi,
• les instructions d'affectation ST, STN, S et R ne doivent pas être programmées entre
parenthèses.
OFPPT/DRIF
36
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Instructions MPS, MRD, MPP
Les 3 types d'instruction permettent de traiter les aiguillages vers les bobines.
Ces instructions utilisent une mémoire intermédiaire appelée pile pouvant stocker jusqu'à 3
informations booléennes.
L'instruction MPS (Memory PuSh) a pour effet de stocker le résultat de la dernière instruction
de test au sommet de la pile et de décaler les autres valeurs vers le fond de la pile.
L'instruction MRD (Memory ReaD) lit le sommet de la pile.
L'instruction MPP (Memory PoP) a pour effet de lire, de déstocker le sommet de la pile et de
décaler les autres valeurs vers le sommet de la pile.
Exemples :
OFPPT/DRIF
37
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Programmer une instruction
Les automates TSX sont programmables en langage LIST : listes d’instructions ou
LADDER : langage à contacts.
Représentation en
Représentation en liste
langage à contacts
d’instructions
.1
.1
2.1
Interprétation
Lire l’état de l’entrée %I1.1
« Examine si c’est fermé »
LD
%I1.1
LDN
%I1.1
Lire l’état inverse de l’entrée
%I1.1
« Examine si «c’est ouvert. »
ST
%Q2.1
Transférer le résultat dans la
sortie 1
STN
%Q2.1
2.1
OFPPT/DRIF
Transférer l’inverse du résultat
dans la sortie 1
38
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Instruction « AND » (« ET ») : transcription de deux ou plusieurs contacts en série
Représentation en
Représentation en liste
langage à contacts
d’instructions
.2
.1
LD
%I1.1
AND
%I1.2
Interprétation
Lire l’état des entrées 1 ET
2
Instruction « ANDN » (« ET NON ») :
Représentation en
Représentation en liste
langage à contacts
d’instructions
.1
.2
LD
%I1.1
ANDN
%I1.2
Interprétation
Lire l’état des entrées 1 ET
l’état inverse de l’entrée 2
Instruction « OR » («OU») :
Représentation en
Représentation en liste
langage à contacts
d’instructions
.1
LD
.2
OFPPT/DRIF
OR
%I1.1
%I1.2
Interprétation
Le résultat de cette
combinaison est égal à 1 si
l’entrée 1 OU l’entrée 2 est
à 1 OU si les 2 entrées sont
à1
39
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Instruction « ORN » («OU NON») :
Représentation en
Représentation en liste
langage à contacts
d’instructions
.1
.2
OFPPT/DRIF
LD
%I1.1
ORN
%I1.2
Interprétation
Le résultat de cette
combinaison est égal à 1 si
l’entrée 1 OU l’entrée 2 est à
0
40
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
II.2 - Les principales instructions d’un automate :
Les principales instructions avec lesquelles ont peut programmer aisément se résument dans
ce tableau :
Désignation
Symbole
Fonction
Contact ouvert au repos
Contact fermé au repos
Contact active au front
montant
Contact active au front
descendant
Les contacts
P
N
Les bobines
Bobine directe
Bobine inverse
Bobine d’enclenchement
Bobine de déclenchement
S
R
TON : retard à
l’enclenchement
TOF : retard déclenchement
IN : Entrée
Q : Sortie temporisateur
% TM : label du
temporisateur.
- Temporisateur
%TMi
IN
Q
TON
IN
Q
TOF
Blocs
fonctions
- Compteur / decompteur
%Ci
R
S
Cu
CD
E
D
F
E : Bit sortie débordement
D : Bit sortie présélection atteinte
F : Bit sortie débordement (9999->0)
OFPPT/DRIF
% Ci : label du compteur /
decompteur
R : Entrée remise à zéro.
S : Entrée de présélection.
Cu : Entrée incrémentation
sur front.
CD : Entrée décrémentation
sur front
41
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
- Séquenceur ou programmateur
cyclique.
%Dri
R
F
R : Remise à zéro
U : Entrée avance pas.
LEN : Nombre de pas.
U
LEN
Blocs
opérations
Blocs
comparaison
OFPPT/DRIF
%MW0 = %MW10 + 100
% MW20 ≥ 25
Ce bloc permet d’effectuer
toutes les autres opérations
à savoir :
- Addition
- Sous traction
- Division
- Multiplication
Ce bloc permet d’effectuer
toutes les comparaisons
42
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
II.3 - L’utilisation d’un logiciel de programmation :
Pour pouvoir utiliser le logiciel :
1- Il faut d’abord commencer par l’installation du logiciel de programmation ,pour cela on
met le CD ROM dans le lecteur de CD ROM et suivre les démarches habituelles
d’installation soit sous Windows ou sous dos (Exécuter, Parcourir, etc.…)
2- Configurer le matériel c’est à dire spécifier l’automate avec lequel on va travailler en
donnant sa référence .
3- On choisit le mode de programmation en choisissant l’éditeur approprie : Ladder (à
contact) ; (LD) langage structurée (LS), ou Grafcet, (CHART).
4- Le mode en ligne consiste à passer l’application pour que l’automate l’exécute. Pour
cela le logiciel offre cette possibilité qui permet de passer du Mode local en mode
connecté en appuyant sur l’icône Connecter, puis Transférer.
II.4 – Les moyens d’accès aux fonctions d’un automate :
Les moyens d’accès aux fonctions d’un automate consiste à configurer l’automate, voir
comment est structuré les mémoire et enfin comment connaître les paramètres de
communication.
-
La procédure qu’on énoncer concerne le logiciel PL7 Micro adapté à l’automate TSx3708
et version 3.0
On commence par ouvrir une nouvelle application.
Dans le menu Fichier on appuie sur nouveau.
On passe à la configuration matérielle en choisissant l’automate dans une série offerte par
logiciel.
Pour allouer l’espace nécessaire à l’application.
On pourra voir dans le menu AP ; le menu Bilan mémoire qui nous montre comment la
mémoire est partagé.
Configuration des E/S
Le logiciel doit permettre de sélectionner la position et le format du module( format
standard, demi-format) à configurer soit par clic sur la souris ou en manipulant les touches
flèches du clavier. La configuration logicielle permet de définir pour l’application :
--Le nombre des différents types de blocs de fonctions
--Le nombre de mots registres,
--Le nombre de bits internes °/°Mi,
--Le nombre de mots internes °/° MW,
--Le nombre de constantes °/° KW.
OFPPT/DRIF
43
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
1/ Ecriture des adresses des E/S :
Bit = % I 1.O
Mot = % IW 6.2
%Q 2.3
°/° QW6.O
2 / Ecriture des adresses des Bit internes
%B1
3 / Écriture des adresses des Le bloc fonction
°/° T1
°/° C1
OFPPT/DRIF
44
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
II.5 - La méthode de programmation : (Résumé)
La méthode proposée vous permet de programmer, tester, mettre au point et sauvegarder votre
programme.
Étape 1 :
Configuration de l’application
Nom de l’application, valeurs des constantes, horodateur, paramètre des compteurs,
temporisateurs.
Étape 2 :
Saisie des symboles
Saisie des noms de Symboles pour chaque repère utilisé dans votre programme automate
(contacts, bobines…).
Étape 3 :
Saisie du programme
Et validation des saisies.
Étape 4 :
Sauvegarde régulière du programme
En cours de saisie –PC vers disque.
Étape 5 :
Transfert du programme dans l’automate
Étape 6 :
Mise en RUN et teste du programme
Étape 7:
Mise au point du programme
Éditeur de données.
Étape 8 :
Sauvegarde du programme
Après mise au point – Automate ¬ disque
Étape 9 :
OFPPT/DRIF
création du dossier de l’application
45
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de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
III - Diagnostic des problèmes de fonctionnement d’un automatisme simple
commandé par un automate :
III.1 - Visualisation centralisée :
Les automates sont équipés d’un bloc de visualisation centralisant toutes les
informations nécessaires au contrôle, au diagnostic et à la maintenance de l’automate et de ses
modules, et des fonctions simples de dialogue opérateur. Les automates sont équipés des
blocs de visualisation qui se différent selon la marque(l' éxemple.pris est celui de marque
Télémécanique.)
La visualisation centralisée offre :
•
•
•
•
•
La visualisation de l’état des voies d’entrées / sorties locales ou distantes (entrées / sorties
des automates Nano).
La visualisation des équipements sur le bus AS-i et le diagnostic de ce dernier (voir page
2/60)
Le diagnostic des voies ou des modules en défaut.
La visualisation de données internes :
- Bits,
- Chaînes de bits,
- Chaînes de mots,
- Variables du programme (étapes actives, informations d’application…)
Une visualisation numérique multiple sur 4 digits.
Description
Fig. 1 Bloc de visualisation centralisée
Le bloc de visualisation centralisée comprend :
1. Trois ensembles de 32 voyants (DEL) représentant les emplacements des modules
implantés dans le bac de base ou le mini bac d’extension.
2. Une ligne d’information formée de voyants (DEL) signalant les modes de fonctionnement
de la visualisation.
3. Un bouton-poussoir de commande donnant accès aux différents modes de fonctionnement
de la visualisation.
OFPPT/DRIF
46
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
4. Cinq voyants (DEL) :
- RUN, marche / arrêt de l’automate,
- TER, trafic sur la prise terminal,
- I/O, défaut processeur ou application,
- BAT, défaut ou absence de pile
III.2 - Les problèmes de fonctionnement d’un automate programmable :
-
Méthode générale de dépannage d’un automate simple commandé par un automate.
•
Tout système est divisé en quatre blocs :
- Bloc 1 : alimentation ;
- Bloc 2 : commande ;
- Bloc 3 : puissance ;
- Bloc 4 : sortie.
- Faire une vérification visuelle des composants :
•
•
•
Si le composant défectueux est facilement repérable, le remplacer. Faire une vérification
obligatoire des causes du défaut avant de passer à l’étape suivant.
Si le composant défectueux est difficilement repérable, aller directement à l’étape
suivante.
S’il n’y a pas de danger, débranchement de la sortie du système et branchement sur une
charge factice («dummy load ») avant de procéder à un essai de mise en marche.
- Vérification de l’état des composants durant essai (vue, odorant, ouïe, toucher).
- Si rien ne fonctionne, vérification des blocs selon l’endroit où le défaut est le plus
susceptible de s’être produit, 1, 4, 3, 2.
- En cas de fonctionnement partiel, vérification des blocs selon l’endroit où le défaut est le
plus susceptible de s’être produit, 4, 3, 1, 2.
- Une fois la réparation effectuée, essai de fonctionnement du système pendant un temps
suffisant pour permettre de conclure que le système est fonctionnel.
- Application des normes du fabricant (attendre le temps nécessaire pour que tous les
appareils entrent en action). Poursuite de l’attente jusqu’à ce que les appareils atteignent leur
température de fonctionnement de manière à s’assurer que le système ne tombe pas en panne
à cause d’une dérive thermique des composants.
- S’il faut débrancher un composant, s’assurer que toutes les alimentations sont hors fonction.
- Les appareils de mesure suggérés pour le dépannage du système automatisé sont :
ordinateur, voltmètre, pince ampèremétrique et oscilloscope (éviter le plus possible
l’utilisation de l’ampèremètre série pour minimiser les risques de défaut par mauvais
branchement). L’ohmmètre devrait être utiliser avec beaucoup de précautions.
OFPPT/DRIF
47
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
- Utiliser le caractéristique de l’automate en mode :
• Manuel ;
• Automatique ;
• Étape par étape.
Décoder les messages d’erreurs
III.3 - Les modifications apportées au programme d’un automate :
L’avantage de la logique programmé par rapport à la logique câblée c’est qu’elle offre la
possibilité de modifier la programme telle que :
-
La modification de la valeur de présélection d’un temporisateur, d’un compteur /
dé compteur.
-
Changer un contact fermé ou ouvert par un autre type de contact.
-
Ajouter une bobine, ou un sous programme etc.
OFPPT/DRIF
48
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
IV - L’essai d’un automatisme simple commandé par un automate :
IV.1 - Les dangers potentiels :liés à l’utilisation d’un automate :
Le forçage des entrées / sorties consiste à mettre à 1 le bit image de ces dernières grâce
au logiciel de programmation.
Ou procède au forçage lorsque :
- Ou ne dispose pas matériellement des entrées ou sorties. (absence d’un bouton
poussoir pour la mise en marche d’un engin, absence d’un contacteur…)
- On veut déceler les défauts provenant E/S.
- On veut voir l’évolution de la programmation du processus automatisme avant de
passer au câblage.
Le forçage est prioritaire, il est conseillé de l’utiliser avec précaution car il présente
certains dangers.
Exemple 1 :
Lorsqu’on force à 1 un sortie automate qui commande l’ouverture d’une vanne
évacuant de l’air chaude, celle-ci peut brûler les travailleurs, endommager le matériel autour.
Exemple 2 :
Le forçage d’une entrée commandant la fermeture, automatisée de l’issue de secours,
ou la sortie d’un vérin.
Ajoutons que le verrouillage par logiciel s’avère insuffisant comme moyens de
sécurité.
Il est indispensable de procéder à un verrouillage matériel ainsi qu’a la procédure de
cadenassage parfois car il est plus sécuritaire.
IV.2 - L’essai d’un automatisme simple:
On doit confirmer qu’un automatisme commandé par automate est fonctionnel, après avoir
lancé l’exécution et vérifier que :
- L’ensemble fonctionne pendant une durée assez suffisante permettant d’atteindre
les températures de fonctionnement afin de s’assurer que le système est fonctionnel
et qu’il ne va pas tomber en panne à cause d’une dérive thermique de composants.
-
Si on effectue un essai après avoir changer un ou plusieurs composants défectueux,
on vérifie que tout entre en action après le changement effectué.
OFPPT/DRIF
49
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Module24 : Utilisation De l’Automate
Programmable
GUIDE DES EXERCICES ET TRAVAUX
PRATIQUES
OFPPT/DRIF
50
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I - Raccordement d’un automate programmable.
EXERCICE 1 :
Question n°1 :
Décrire cet automate en nommant ces différentes parties ?
• N°1=
•
N°2=
•
N°3=
N°4=
•
N°5=
•
N°6=
•
N°7=
•
N°8=
Fig 1
Question n°2 :
Nommer les différentes parties de cet automate monobloc?
OFPPT/DRIF
51
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
•
N°1=
•
N°2=
•
N°3=
•
N°4=
•
N°5=
•
N°6=
•
N°7=
•
N°8=
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Fig. 2
OFPPT/DRIF
52
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
EXERCICE 2 :
Question : Reconnaître parmi ces figures les modules analogiques, des modules tout
ou rien?(entrée/sortie)
1=entrée……………………..?
Fig.1
Module =……………………?
Fig.2
Fig. 1
Fig. 2
OFPPT/DRIF
53
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
EXERCICE 3 :
Nommer le logiciel approprié à chaque marque d’automate suivant ?:
Marque
Automate
Logiciel
Télémécanique
TSXNano
?
Siemens
?
Step7
OFPPT/DRIF
54
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I. TP 1 : raccordement d’un automate :
I.1. Objectif(s) visé(s) :
- Distinguer les entrées des sorties de l’automate
- Câbler l’automate
I.3. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :
Équipement :
- Un automate
- Un contacteur
- Un bouton poussoir marche et un bouton poussoir arrêt
I.4. Description du TP :
- Câbler sur l’automate l’exemple suivant d’un démarrage direct :
Ph
N
F
MA
AT
KM1
km1
- Distinguer les entrées des sorties et câbler en remplissant le tableau.
Désignation
Fonction
Adresse sur
automate
BP
BA
KM
OFPPT/DRIF
55
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
II - Accès aux fonctions d’un automate.
EXERCIC 1 :
Question 1 : Distinguer entre les langages de programmation.
%X1
%QO.1
%X2
%QO.2
%X3
%QO.3
Langage…………
%M1 %10.2 %10.7
1
%10. 2.%1O.3
2
%10. 3 %10. 2
Langage……………
3
%10.4
%10.6
%10.5
%S22
S
%MO
%10.6
%S21
P
S
OFPPT/DRIF
Langage…………………….
56
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Question 2 : On donne l’exemple suivant :
1
m1
2
Moteur tourne sens 1
m2
3
Moteur tourne sens 2
a
Que représente :
Le graphe :
OFPPT/DRIF
Réponse :
57
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
EXERCIC 2 :
Question : Remplir le tableau suivant :
Symbole
Fonction
P
%TMi
IN
Q
%Ci
R
S
Cu
CD
E
D
F
Que représente :
Réponse :
Réponse :
Réponse :
OFPPT/DRIF
58
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
EXERCIC 3 :
Question n°1 :
Donner la marque et la référence de l’automate utilisé ?
Question n°2 :
Comment allez-vous procéder pour écrire le syntaxe d’ :
- Une entrée automate ;
- Une sortie automate ;
- Un bit système ;
- Un bit interne ;
- Un bloc fonction temporisateur ?
Question 3 :
Que signifie les instructions suivantes :
R
OFPPT/DRIF
59
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Question 4:
Cocher la bonne réponse :
Désignation
Entrée
Bit
automate mémoire
Sortie
automate
Mémoire
vive
Mémoire
morte
Lampe rouge
Bouton poussoir
arrêt
ROM
RAM
Contact de relais
thermique(95-96)
PCMCIA
OFPPT/DRIF
60
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Question 5:
Donner la définition des objets suivants :
%I1.0 :………………………………………………………
%M12 :………………………………………………………
%Q204.61
:………………………………………………
%TM1.Q :……………………………………………………
%TM2.V :…………………………………………………
SR0 :…………………………………………………
%Q4.5 :4 ………………………………………………….
EXERCICE 4:
Faites une programmation en ladder de charge de charge suivant.
Un chariot initialement à gauche effectue le déplacement suivant :
déplacement à droite jusqu'à fin course droite
retour à sa position initiale
Entrées :
Fin course droite
Fin course gauche
Bouton poussoir marche
Bouton arrêt
Sorties :
Bobine gauche
Bobine droite
OFPPT/DRIF
61
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
TP: Utilisation d’un logiciel de programmation
I.1. Objectif(s) visé(s) :
- Configuration de l’automate
- Adressage des E/ S
- Le choix du mode de programmation
- Le passage en mode en ligne
I.2. Matériel (Équipement et matière d’œuvre) par équipe :
Équipement :
- Un automate
- UN P C compatible
I.3. Description du TP1 :
Question N°1 : Décrire la démarche d’installation de logiciel de programmation
utilisé ?
Question N°2 : Programmer le réseau suivant
% TM1
m
In
Q
K
TON
K
K2
Fixer le temps de présélection du temporisateur à 50 ms.
Question 3: Comment vous passer en mode RUN (exécution) ?
OFPPT/DRIF
62
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.4. Description du TP2 :
A)
1/ Lancez le PL7 MICRO .
2/ Créez une nouvelle application automate en lui donnant un nom .
3/ Choisissez un processeur TSX37XX (Activez l’option Grafcet ) .
4/ Faites une configuration matériel en tenant compte des modules d’entrée - sortie
existantes et de leur emplacement.
5/ Faites une configuration logicielle pour définir le nombre de temporisateurs ,
monostables ,
compteurs aussi la taille des zones de variables .
6/ Faites une configuration des objets Grafcet .
B)
1/ Faites activer l’option démarrage automatique en RUN de l’automate en mode non
connecté/configuration.
2/ Faites régler l’horodateur de l’automate en mode connecté/mise au point .
3/ Essayez d’enlever la pile de l’automate (opération à faire hors tension ) ,consultez le
DIAG
du mise au point (sous tension et en mode connecté/mise au point ) qu’est ce qu’on
on remarque ?.
OFPPT/DRIF
63
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.5. Description du TP3 :
1/ Créer une nouvelle section en langage ladder (LD) en lui donnant un nom .
2/ Instructions de chargement booléennes:
2-1/ Visualiser l’état de l’entrée %I3.0 sur la lampe de sortie %Q3.8
2-2/ Visualiser l’état inverse de l’entrée %I3.1 sur la lampe de sortie %Q3.9
2-3/ Visualiser le passage à l’état 1 de l’entrée %I3.2 sur la lampe de sortie %Q3.10
2-4/ Visualiser le passage à l’état 0 de l’entrée %I3.3 sur la lampe de sortie %Q3.11
I.6. Description du TP4 :
Durée du TP4:
1/ Instructions d’affectation booléennes :
1-1/ Affecter l’état de %I3.4 à la sortie %Q3.12
1-2/ Affecter l’inverse de l’état de %I3.5 à %Q3.13 et son état à %Q3.12
1-3/ Mémoriser le passage à l’état 1 de %I3.6 dans %Q3.14
1-4/ Mémoriser le passage à l’état 0 de %I3.7 dans %Q3.15
OFPPT/DRIF
64
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.7. Description du TP5 :
1/
1-1/ Réaliser un programme en langage ladder pour une commande de marche manuelle
d’un Moteur à un seul sens de marche M1 .
Arrêt = %I3.0
Marche = %I3.1
Bobine = %Q3.8
1-2/ Prendre en compte la signalisation de l’état du moteur :
-
Sur une lampe l’état de marche = %Q3.9
-
Sur une autre lampe l’état d’arrêt = %Q3.10
2/
2-1/ Réaliser un programme en langage ladder pour une commande de marche manuelle
d’un Moteur à deux sens de marches (avant et arrière ) M2 .
Arrêt = %I3.2
Marche avant = %I3.3
Marche arrière = %I3.4
Commande marche_av = %Q3.11
Commande marche_ar = %Q3.12
2-2/ Prendre en compte la signalisation de l’état du moteur :
-
Sur une lampe verte l’état de marche _ avant = %Q3.13
-
Sur une lampe orange l’état de marche _ arrière = %Q3.14
-
Sur une lampe rouge l’état d’arrêt = %Q3.15
OFPPT/DRIF
65
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.8. Description du TP6 :
Nous avons une grande machine qui a une porte de sécurité qui fait accès à un moteur
central dans cette machine M
1/ La commande du moteur se fait par un bouton de marche et un bouton d’arrêt .
L’ouverture de la porte de sécurité doit bloquer le démarrage du moteur M
2/ Si au cours du fonctionnement , une personne ouvre la porte de sécurité :
2-1/ Le moteur M doit s’arrêter .
2-2/ Une alarme doit se déclencher.
2-3/ Cette alarme doit être acquitter par l’opérateur par un bouton pousoir.
3/ Nous voulons que l’opérateur puisse arrêter le moteur en cas d’urgence par des arrêts
d’urgences situés aux différents points de l’usine (quatre arrêts d’urgences ) et que le
moteur ne démarre que si on relâche l’arrêt d’urgence.
4/ Nous désirons que l’opérateur puisse localiser lequel des arrêts d’urgence est activé pour
pouvoir l’éliminer pendant les conditions normaux .
BP marche = %I3.0
BP arrêt = %I3.1
FDC Ouverture Porte = %I3.2
BP acquittement défaut = %I3.3
Arrêt d’urgence n° 1 = %I3.4
Arrêt d’urgence n°2 = %I3.5
Arrêt d’urgence n°3 = %I3.6
Arrêt d’urgence n°4 = %I3.7
Commande moteur M = %Q3.8
Alarme = %Q3.9
Signalisation A.U 1 =%Q3.11
Signalisation A.U 2 =%Q3.12
Signalisation A.U 3 =%Q3.13
Signalisation A.U 4 =%Q3.14
OFPPT/DRIF
66
Résumé de Théorie et Guide
de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.9. Description du TP7 :
On mesure le niveau de liquide dans une cuve à l’aide d’une entrée analogique configurée en
0-10V.
Le niveau haut (700 cm )
correspond à une valeur lue
=10000 (10V) sur l’entrée
analogique .
700cm
Le niveau bas (20cm) correspond à
une valeur lue = 0 sur l’entrée
analogique.
20cm
Il vous est demandé de calculer le niveau de la cuve en cm en fonction de la valeur lue
(0-10000 mV) sur l’entrée analogique .
Essayez d’utiliser un potentiomètre pour simuler le signal 0-10V du capteur de niveau , est un
voltmètre à la sortie pour visualiser la sortie analogique , suivant le câblage suivant :
1
9
2
10
E2
3
11
4
12
5
13
6
14
7
15
1
8
Schéma de câblage
OFPPT/DRIF
67
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de travaux pratiques
Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Votre programme devra utiliser une voie d’entrée analogique dans le module intégré à
l’automate , la première voie sera configurée en entrée 0-10V.
Réalisez le programme permettant de retrouver dans le mot interne %MW100 la hauteur de
liquide (exprimée en cm ) correspondant au signal délivré par le potentiomètre .
Le voltmètre connecté sur la sortie analogique va nous permettre de visualiser la tension
délivré par le potentiomètre en recopiant l’entrée analogique sur la sortie par un programme .
La relation entre le niveau de la cuve (en cm ) et la mesure analogique en (mV) est la
suivante :
Y=Xa/b+c
Y : la valeur mise à l’échelle (à ranger dans %mw100)
a : l’échelle physique (700-20 = 680 )
b : la résolution de l’entrée analogique (10000)
c : l’offset (20)
Utilisez une table d’animation pour visualiser %MW100 .
OFPPT/DRIF
68
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
I.10. Description du TP8 :
1/ Nous vous proposons de réaliser la gestion de deux feux rouge selon le descriptif suivant :
Etape 0 : F1 Rouge , F2 Vert
Etape 1 : F1 Rouge , F2 Orange après 5s
Etape 2 : F1 Rouge , F2 Rouge après 3s
Etape 3 : F1 Vert
, F2 Rouge après 2s
Etape 4 : F1 Orange , F2 Rouge après 5s
Etape 5 : F1 Rouge , F2 Rouge après 3s
Etape 0 : F1 Rouge , F2 Vert après 2s
2/ Nous voulons donner accès au policier pour passer par un switch SW1 du mode
automatique au mode manuel .
En mode manuel :
-
le cycle se bloquera à l’étape où il se trouve .
-
le policier passera d’une étape à l’autre par l’activation d’un switch SW2.
3/ Le policier désir accéder directement aux étapes 0 et 2 par un switch SW3 .
4/ Le policier désir accéder directement a l’étape 3 par un switch SW4 .
SW1 = %I3.0
SW2 = %I3.1
SW3 = %I3.2
SW4 = %I3.3
F1 Rouge = %Q3.8
F1 Orange = %Q3.9
F1 Vert = %Q3.10
F2 Rouge = %Q4.8
F2 Orange = %Q4.9
F2 Vert = %Q4.10
OFPPT/DRIF
69
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
III - Diagnostic des problèmes de fonctionnement d’un automatisme simple
commandé par un automate.
EXERCICE 1 :
QUESTION N° 1 :
- Quel est l’état du bouton RUN, situé sur la face avant de l’automate, quand ce dernier est
en mode RUN (Exécution du programme).
QUESTION N° 2 :
- Compléter le tableau suivant :
Voyant
état
RUN
TER
EER
fixe
clignote
clignote
Donner le diagnostic
EXERCICE 2:
Il s’agit de cet exemple , on constate que la sortie K2 ne fonctionne pas
Analyser le problème en citant toutes les causes possibles pouvant être la source de non
fonctionnement de cet automatisme
% TM1
m
In
Q
K
TON
K
OFPPT/DRIF
K2
70
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
EXERCICE 3:
1/
1-1/ Réaliser un programme en langage ladder pour une commande de marche manuelle
d’un Moteur à un seul sens de marche M1 .
Arrêt = %I3.0
Marche = %I3.1
Bobine = %Q3.8
1-2/ Prendre en compte la signalisation de l’état du moteur :
-
Sur une lampe l’état de marche = %Q3.9
-
Sur une autre lampe l’état d’arrêt = %Q3.10
2/
Modifier le programme pour avoir un fonctionnement en deux sens.
OFPPT/DRIF
71
Résumé de Théorie et Guide
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
IV - L’essai d’un automatisme simple commandé par un automate
EXERCICE 1:
Question n°1 :
Citer certains dangers causés par le forçage des entrées / sorties.
Question n°2 :
Dans le démarrage à double sens de rotation, comment se fait le verrouillage par logiciel et
le verrouillage matériel (mécanique) ?
EXERCICE 2 :
-
Programmer le démarrage étoile triangle d’un moteur asynchrone.
-
Après avoir câblé les entrées et les sorties effectuer l’essai en laissant l’automatisme
fonctionner pendant 1 heure.
-
Si le système ne fonctionne pas déceler la panne ; changer l’élément défectueux et refaire
l’essai.
OFPPT/DRIF
72
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
Evaluation de fin de module :
EXERCICE N° 1
Nous avons une machine à deux moteurs M1 et M2 de telle façon que M2 démarre
automatiquement après 15 s de marche du moteur M1 .
Faire un programme automate qui nous permettra de commander le démarrage et l’arrêt
des deux moteur à l’aide d’une switch Marche et Arrêt BP1 et BP2.
Noter que :
-
Si le moteur M1 s’arrête avant les 15 s et redémarre , on doit réinitialiser la temporisation
.
Si le moteur M1 s’arrête après les 15 s le moteur M2 doit s’arrêter immédiatement .
BP1: %I3.0
BP2: %I3.1
Commande M1 : %Q3.8
Commande M2 : %Q3.9
EXERCICE N° 2
Pour la sécurité de fonctionnement , on installe deux capteurs pour indiquer l’état
d’échauffement de chaque Moteur et une porte de sécurité pour le moteur M2 .
Nous voulons regrouper les sécurités de chaque moteur et que si on a un défaut de sécurité
pour un des deux moteurs :
-
Le défaut de sécurité doit être maintenu jusqu’au disparition de la cause et acquittement .
Le défaut de sécurité doit arrêter immédiatement le moteur correspondant .
Le moteur M2 s’arrête soit après un défaut correspondant , soit après un arrêt continue de
3s du moteur M1 .
Sécurité du moteur M1 : %I3.2
Sécurité du moteur M2 : %I3.3
FDC Porte Ouverte M2 : %I3.4
Acquittement Défaut : %I3.5
OFPPT/DRIF
73
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Module 24 UTILISATION DE L’AUTOMATE PROGRAMMABLE
EXERCICE N° 3
Pour réaliser un entretien périodique du moteur M1 nous voulons que l’automate bloque le
démarrage du moteur après 10 démarrages successifs et signale la demande d’entretien .
-
Le blocage entretien devra être traité de la même manière qu’un défaut sécurité M1 .
L’opérateur devra avoir accès à initialiser l’entretien et débloquer le démarrage de M1par
bouton poussoir BP3 .
BP3 : %I3.6
Demande entretien : %Q3.10
EXERCICE N° 4
L’opérateur demande que le signal de demande d’entretien soit du type clignotement de
telle manière qu’il soit 4s allumé et 2s éteint .
4S
2S
6S
OFPPT/DRIF
74
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Liste bibliographique
- Documentation Télémécanique
- Séminaires A P I
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